CN102251869B - 燃料泵挺杆/滚子随动件的润滑 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及燃料泵挺杆/滚子随动件的润滑。具体地提供了一种包括坝的汽缸盖，该坝限定贮池并围绕燃料泵挺杆/滚子随动件安装孔的外围。该汽缸盖包括安装在挺杆/滚子随动件安装孔内并且与凸轮和燃料泵连通的挺杆/滚子随动件。燃料泵位于盖的高侧，油排放沿远离安装孔的方向发生。坝和贮池被构造为使润滑剂保持在安装孔内以及保持在安装孔和挺杆/滚子随动件之间的滑动界面内。所述坝和贮池被构造为当盖处于车辆位置中时在安装孔内保持最低水平的油。还提供了一种用于通过在汽缸盖中形成限定贮池的坝将润滑剂保持在挺杆/滚子随动件孔内并且被动地为挺杆/滚子随动件孔提供润滑剂的方法。

Description

燃料泵挺杆/滚子随动件的润滑
技术领域
本发明涉及燃料泵挺杆/滚子随动件的润滑，尤其涉及安装在汽缸盖中的燃料泵挺杆/滚子随动件的润滑。
相关申请的交叉引用
本申请要求2010年5月17日提交的美国临时专利申请61/345,405的权益，该申请在此被全部引用作为参考。
背景技术
燃料泵一般安装在发动机汽缸盖的低侧，以使汇聚在汽缸盖低侧的油得以在燃料泵挺杆/滚子随动件的安装孔中累积，从而被动地为燃料泵挺杆/滚子随动件的安装孔提供润滑来源，并确保向挺杆/滚子随动件以及向汽缸盖表面与燃料泵挺杆/滚子随动件之间的滑动界面供油。有时发动机封装规格存在不允许将燃料泵放在发动机低侧的情况，或是要求将燃料泵必须安装在发动机上油排出的位置，否则就无法为挺杆/滚子随动件的滑动界面提供充足的油，而必需使用替代方法来确保对该界面进行润滑的供油。例如，可以为该界面提供加压油，而这需要将油引到燃料泵挺杆/滚子随动件安装孔的路径，不但增加了对油泵的要求，同时增加了汽缸盖的成本。提供加压油还可能导致多余的油汇集在挺杆/滚子随动件周围，从而产生液压锁死的隐患。
发明内容
本发明提供了一种包括坝的汽缸盖，所述坝限定了贮池并围绕挺杆/滚子随动件安装孔的外围的全部或部分。所述汽缸盖被构造成安装在发动机上，所述发动机在车辆中被取向成使得其绕其纵向轴线从水平面倾斜偏离，从而限定汽缸盖的高侧和低侧。所述汽缸盖包括安装在挺杆/滚子随动件安装孔内并且与凸轮及燃料泵连通的挺杆/滚子随动件。燃料泵位于所述汽缸盖的高侧，使得由重力引起的油排放将沿着远离燃料泵和燃料泵挺杆/滚子随动件安装孔的方向发生。所述坝和贮池被构造为使润滑剂保持在所述挺杆/滚子随动件安装孔内以及在安装孔和挺杆/滚子随动件之间的滑动界面内。当所述汽缸盖如安装在处于车辆位置中的发动机上那样取向时，所述坝和贮池进一步被构造为在挺杆/滚子随动件安装孔内保持最低水平的油量。
提供了一种用于为汽缸盖内的燃料泵挺杆/滚子随动件提供润滑的方法，其包括在汽缸盖中形成限定贮池的坝，为挺杆/滚子随动件孔提供润滑剂，以及将润滑剂保持在所述贮池内，以使所述润滑剂保持在挺杆/滚子随动件孔内并被提供到挺杆/滚子随动件和挺杆/滚子随动件孔表面之间的滑动界面。通过将油从相邻的凸轮轴承引导至挺杆/滚子随动件上，使得被引导至挺杆/滚子随动件的油流进挺杆/滚子随动件孔和贮池中的一个中，从而可以被动地给挺杆/滚子随动件孔提供润滑剂。
本发明还提供了以下方案：
方案1.一种汽缸盖，其构造为包括与凸轮和燃料泵连通的挺杆/滚子随动件，并且构造成安装在发动机上，所述汽缸盖包括：
汽缸盖主体，其包括限定了挺杆/滚子随动件安装孔的表面；
交界面，其由限定所述安装孔的所述汽缸盖主体的表面部分来限定；
其中，所述交界面和所述挺杆/滚子随动件限定了滑动界面；
坝，其限定了贮池；以及
其中，所述坝和所述贮池被构造为将润滑剂保持在所述挺杆/滚子随动件安装孔内以及所述滑动界面内。
方案2.如方案1所述的汽缸盖，其中，所述坝和贮池被构造为当所述汽缸盖被取向成如安装在处于车辆位置中的所述发动机上那样时，在所述挺杆/滚子随动件安装孔内保持润滑剂的最低水平。
方案3.如方案1所述的汽缸盖，其中，所述坝和贮池由所述汽缸盖铸件限定。
方案4.如方案1所述的汽缸盖，其中，所述坝部分地围绕所述安装孔的外围。
方案5.如方案3所述的汽缸盖，其中，所述坝大致被构造为L形和C形中的一种。
方案6.如方案1所述的汽缸盖，其中，当所述汽缸盖被取向成如安装在处于车辆位置中的所述发动机上那样时，所述挺杆/滚子随动件安装孔内的润滑剂的最低水平由所述坝的高度限定。
方案7.如方案1所述的汽缸盖，其中，所述挺杆/滚子随动件是挺杆、挺杆/滚子随动件和滚子随动件中的一种。
方案8.如方案1所述的汽缸盖，进一步包括：
由所述汽缸盖主体和交界面限定的排放通道，其中，所述排放通道被构造为将润滑剂从所述挺杆/滚子随动件安装孔中排放出。
方案9.一种用于为汽缸盖内的燃料泵挺杆/滚子随动件孔口提供润滑的方法，所述汽缸盖被构造为包括安装在所述燃料泵挺杆/滚子随动件孔口内的挺杆/滚子随动件，所述挺杆/滚子随动件与凸轮及燃料泵连通，所述方法包括：
在所述汽缸盖中形成限定贮池的坝；
为所述挺杆/滚子随动件孔口提供润滑剂；
利用所述坝将润滑剂保持在所述贮池内；以及
其中，通过将润滑剂保持在所述贮池内，从而将润滑剂保持在所述挺杆/滚子随动件孔口内，并将其提供给所述挺杆/滚子随动件和所述挺杆/滚子随动件孔口的表面之间的滑动界面。
方案10.如方案9所述的方法，其中，形成限定所述贮池的坝进一步包括：
在所述汽缸盖的铸件主体中形成所述坝。
方案11.如方案9所述的方法，其中，形成限定所述贮池的坝进一步包括：
在所述汽缸盖的主体中机械加工出所述坝。
方案12.如方案9所述的方法，其中，为所述挺杆/滚子随动件孔口提供润滑剂还包括：
将油从相邻的凸轮轴承引导至所述挺杆/滚子随动件上；以及
其中，被引导至所述挺杆/滚子随动件上的油流进所述挺杆/滚子随动件孔口和贮池中的一个中。
方案13.如方案9所述的方法，其中，利用所述坝将润滑剂保持在所述贮池内进一步包括：当所述汽缸盖被取向成处于车辆位置中时，将润滑剂在所述挺杆/滚子随动件安装孔内保持到高至特定水平。
方案14.如方案9所述的方法，进一步包括：
使润滑剂从所述挺杆/滚子随动件孔口越过所述坝排放出，从而使得所述润滑剂在所述挺杆/滚子随动件孔口内的积累不高于预定的水平。
方案15.如方案9所述的方法，进一步包括：
在所述汽缸盖内提供排放通道，所述排放通道被构造为将润滑剂从所述挺杆/滚子随动件孔口中排放出，从而使得所述润滑剂在所述挺杆/滚子随动件孔口内不会积累到高于预定的水平。
结合附图，由以下有关用于实施本发明的最佳模式的详细描述，本发明的上述特征和优点及其他特征和优点将变得明了。
附图说明
图1是具有燃料泵挺杆/滚子随动件安装孔的汽缸盖的示意性俯视图；
图2是图1中剖面A-A的剖视图，其示出了当安装在车辆中时的汽缸盖的取向，其中，燃料泵和挺杆/滚子随动件安装孔位于汽缸盖的高侧上；
图3是图1中剖面B-B的示意性局部剖视图，其示出了当汽缸盖如安装在车辆中那样取向时，油从燃料泵挺杆/滚子随动件安装孔离开的排放路径；
图4是图1中剖面B-B的示意性局部剖视图，其示出了围绕着燃料泵挺杆/滚子随动件安装孔的油坝和油贮池。
图5是图1中剖面A-A的示意性局部剖视图，其示出了当汽缸盖如安装在车辆中那样取向时，贮池和燃料泵挺杆/滚子随动件安装孔内的油的水平；
图6是示出了图1中汽缸盖的安装孔、油坝和贮池与相邻凸轮轴轴承的关系的示意性局部剖视透视图；和
图7是图5的示意性图示的局部视图，其示出了汽缸盖取向、坝高度和油的水平之间的关系。
具体实施方式
当封装约束或其他发动机设计考虑要求燃料泵不能置于汽缸盖上，从而使得盖中的被动的油流或汇聚的油来为燃料泵挺杆/滚子随动件提供充分润滑时，必须提供一种替代手段来保证燃料泵挺杆/滚子随动件和挺杆/滚子随动件滑动界面的充分润滑。在一个例示性实施例中，燃料泵安装在汽缸盖的高侧，其中使燃料泵挺杆/滚子随动件被取向成使得在汽缸盖内流通的油从汽缸盖的高侧排放到汽缸盖的低侧，并离开燃料泵和燃料泵挺杆/滚子随动件。本文还提供了一种汽缸盖，其包括与其一体的油贮池，该油贮池被构造为保持润滑剂并被动地将润滑剂供应给挺杆/滚子随动件安装孔及挺杆/滚子随动件的滑动界面。贮池和安装孔中所保持的油是在充分供应中从由相邻的凸轮轴承被引导至挺杆/滚子随动件上的油所积累起来的，以便润滑挺杆/滚子随动件界面。多余的油则越过贮池的坝从贮池中释放，以最小化挺杆/滚子随动件发生液压锁死的风险。油贮池消除了为燃料泵挺杆/滚子随动件提供加压油的需求，从而消除了对发动机供油系统提出增加的油需求。通过以最小的成本提供坝和贮池，并以此作为被动润滑燃料泵挺杆/滚子随动件和安装孔的手段，另外的封装选择和燃料泵在汽缸盖上的安装位置就成为了可能。一体式的油贮池在燃料泵、汽缸盖和发动机的设计、构造和封装等方面具有更灵活、更多选择方案的优势。
参考附图，其中相同的附图标记在所有这些图中均表示相同的部件。从图1开始，部分装配的汽缸盖示意性俯视图总体上标记为10，其包括汽缸盖主体50和多个轴承帽20。汽缸盖主体50一般形成为铸件，并可经过机械加工来进行精加工。汽缸盖10，也称为盖10，被构造为包括第一侧12和第二侧14，这两侧大致沿盖10的纵向轴线40的两侧取向。第一室42由盖10的第一侧12限定，第二室44由盖10的第二侧14限定。在图1所示的构造中，第一侧12是盖10的进气侧，第一室42是盖10的进气室；而第二侧14是盖10的排气侧，第二室44是盖10的排气室。
图1中示出了燃料泵凸台(boss)16，其位于盖10的进气侧12。凸台16也可以称为燃料泵定位面或燃料泵安装面，构造成用于将燃料泵(未示出)装配或安装在汽缸盖10上，使得燃料泵致动机构(例如燃料泵柱塞)位于孔口18内并被取向成与燃料泵挺杆/滚子随动件(未示出)操作性连通。进气侧12上的轴承帽20保持包括有凸轮(未示出)的凸轮轴(未示出)，其与燃料泵挺杆/滚子随动件操作性连通。
孔口18被构造为提供与燃料泵挺杆/滚子随动件交界的表面34，以使挺杆/滚子随动件在安装到孔口18中时被置于凸轮和燃料泵柱塞之间。当来自于抵靠挺杆/滚子随动件的凸轮端旋转的凸轮或者来自于在挺杆/滚子随动件的相对端上施力并阻止凸轮的弹簧中的任一个的力被施加到挺杆/滚子随动件上时，挺杆/滚子随动件的主体在与孔口18的表面34的接触中滑动。挺杆/滚子随动件可以构造为挺杆、滚子挺杆、滚子随动件、平挺杆或者其他适于将力从凸轮传递给燃料泵柱塞的构造。挺杆/滚子随动件也可以称作或被构造为挺杆、滚子随动件或滚子挺杆。孔口18可以称作安装孔、挺杆孔、或挺杆/滚子随动件孔。挺杆孔18的表面34可以是指交界面、孔表面、镗孔表面、挺杆镗孔或挺杆/滚子随动件镗孔。
为了最大限度地降低磨损以及用于平稳运转，必须给挺杆/滚子随动件和挺杆/滚子随动件交界面(包括挺杆/滚子随动件与凸轮、燃料泵柱塞和挺杆镗孔34之间的交界面)提供润滑。润滑剂或润滑流体通常例如为机油或者合成的或半合成的润滑剂或油。在本文所例示的示例中，存在于汽缸盖里的油在重力的作用下沿着从进气侧12朝向排气侧14以及从进气室42朝向排气室44的方向22流动，在那里油会汇聚在排气室44内或是通过放油孔24排放。当安装在发动机内时(例如如图2所示，汽缸盖10在安装好后的位置中是从水平面倾斜偏离的)，由于汽缸盖10的取向，所以油会沿着方向22流动。因此，沿方向22流动且未受限制的油大致从燃料泵挺杆安装孔18流走。坝30被一体地形成在盖10中，用于使挺杆孔18里的油保持在特定的深度或水平上，从而确保给挺杆/滚子随动件和滑动界面提供充分润滑。进一步地，坝30允许油在孔18内累积到特定的深度或水平，直到从坝30上越过并离开孔18，以此来防止汇集过多的油或防止挺杆/滚子随动件的液压锁死。
现在参考图2，其另外详细地显示了汽缸盖10在安装于车辆发动机中时的取向。图2示出了图1中剖面A-A的剖视图，其中汽缸盖10处于安装后的取向中。当安装在车辆发动机内时，盖10被取向成使得盖10围绕其纵向轴线40(见图1)从水平面倾斜或旋转偏离X度，使得进气侧12高于排气侧14。在这种取向下，进气侧12被称为盖10的高侧，而排气侧14被称为低侧，高侧12从水平面向上倾斜X度，而低侧14从水平面往下倾斜X度。在车辆的发动机上装配好的构造中，水平面可以被定义为这样的平面，其平行于在车辆以正常取向安置于地上时由其与地面接触的车轮所建立的平面。燃料泵26被显示为安装在盖10的高侧12上的凸台16上，使得燃料泵柱塞28在孔口18中被取向成用来和挺杆/滚子随动件连通。图2显示了在安装好的取向上，盖10内的油在重力作用下从高侧12到低侧14并且离开燃料泵26和挺杆孔18的流动方向22。
参考图3和图4，其示出了图1的剖面B-B的俯视图。燃料泵挺杆安装孔18和汽缸盖10被取向为如安装在车辆中那样，其中油的排放由于重力缘故而大致沿方向22发生。图3示出了燃料泵26被安装在凸台16上，使得燃料泵柱塞机构28被定位在挺杆/滚子随动件孔18内。挺杆/滚子随动件孔18可以构造为具有取向或配准特征，例如槽54，其可以用于对挺杆孔18内的柱塞机构28取向，使柱塞和挺杆/滚子随动件对准。槽54还可以用于使挺杆/滚子随动件关于柱塞28取向，并在工作期间当挺杆/滚子随动件可滑动地与孔18的表面34交界时引导挺杆/滚子随动件。例如，挺杆/滚子随动件主体可以包括例如凸块(nub)或键之类的特征，该特征与槽54相符从而对挺杆/滚子随动件取向，并在工作期间在孔18里引导挺杆/滚子随动件的滑动。
图3和图4示出了限定油贮池32的油坝30。油坝30和贮池32被构造为至少部分地围绕燃料泵挺杆安装孔18，以使油保持在挺杆/滚子随动件孔18和贮池32里，并且防止油从挺杆/滚子随动件孔18里排走和泄出。油可以例如从由凸轮轴承和轴承帽20中被导出的油里被动地被提供给贮池32和挺杆/滚子随动件孔，在汽缸盖工作期间，所述轴承盖位于和孔18相邻并朝向挺杆/滚子随动件的位置。
现在参考图5，其中图1的剖面A-A的剖视图示出了当包括燃料泵26的汽缸盖10被取向成如安装在车辆中那样时，油36被坝30保持在贮池32和挺杆孔18里。如图所示，由坝30保持并累积在挺杆孔18和贮池32中的油的水平足够为挺杆/滚子随动件以及挺杆/滚子随动件主体和孔表面34之间的滑动界面提供润滑。累积到高于图5所示水平的油则越过坝30从贮池32流出，通常沿油排放方向22，因此防止过多的油累积在挺杆/滚子随动件周围，并由此降低了液压锁死的可能性。如果需要的话，额外的排放可以通过辅助排放通道或孔(未示出)提供，例如，该辅助排放通道或孔可以位于挺杆/滚子随动件弹簧后面。
图6另外详细地显示了安装孔18、油坝30和贮池32，以及它们与相邻凸轮轴轴承46和凸轮轴承帽20之间的关系。油通过油孔48被提供给轴承46，并流经油沟52进入并通过帽20安装面中的T形槽38后，被分布到凸轮和挺杆/滚子随动件上，并进入孔18和贮池32之一或二者中。油在挺杆孔18和贮池32中累积，以便为包括导向槽54的孔表面34和挺杆/滚子随动件之间的滑动界面提供充分润滑。坝30保持贮池32中的油高至由该坝的高度所决定的深度或水平，并且允许多余的油从坝30上面沿油排放方向22泄出。限定了贮池32的坝30是汽缸盖10的一体式特征，并且可以例如以最小的额外成本或无需额外的成本在盖10的铸造过程中形成。如图所示，坝30被构造为具有倾斜渐缩(tapered)侧面的铸造肋，且大致呈L形或C形。坝30至少部分地围绕孔18的外围从一个室壁延伸至另一个室壁，以便沿孔18的外围部分包围孔18，当盖10处于被安装好的取向时油也将从这些地方排放出。
现在参考图7，其为图5的局部示意图，显示了汽缸盖10的取向、坝30的高度、以及孔18和贮池32中保持的油的水平之间的关系，油的水平也可以描述为油在孔18的中心线或沿其轴线的深度。正如此前在描述图5时所提到的那样，油36通过坝30以在孔18中足够的深度d保持在孔18和贮池32中，其中深度d对应于为保持对挺杆/滚子随动件和滑动界面的充分供油所特定的油的水平。油累积到超过深度d时从坝30上泄出，以防止过度累积和挺杆/滚子随动件的液压锁死。坝30的高度h直接和孔18中油的深度d相关并控制深度d。如图7所示，对于给定的坝高度h，由坝30保持在孔18内的油的深度d将会随汽缸盖10在安装好的取向上的倾斜角度X的变化而变化。因此，在设计汽缸盖10的时候，高度h的确定必须考虑到汽缸盖10、其部件和排放路径的特定构造，并且要进一步考虑到盖10在车辆上的安装位置时的取向和倾斜角度。
坝30和贮池32的构造不限于本文在图中所示的示例，而是可以根据汽缸盖的设计和功能性要求进行变化，例如，所述要求可以包括发动机封装约束、燃料泵在汽缸盖上的放置、挺杆孔18的构造、为挺杆/滚子随动件和挺杆/滚子随动件孔18供油的油源的位置、由盖10的安装后取向和盖的室构造所限定的一个或多个排放路径22、挺杆/滚子随动件的交界面构造、凸轮和燃料泵以及滑动界面的构造。贮池32的尺寸和形状也可以变化，以便在挺杆/滚子随动件孔18内提供所需体积和深度的油，并保证挺杆/滚子随动件和滑动界面34得到充分润滑，如针对图7所讨论的那样。坝30的形状、高度、宽度和截面可以根据设计和功能要求而变化。坝30和贮池32可以通过铸造、机械加工或二者结合的方式与缸体50制成一体，或者通过在盖10上添加或附着其他材料或部件的方式以限定坝30和/或贮池32。
已经对用于实施本发明的最佳模式例进行了具体的描述，熟悉本发明涉及领域的技术人员将能够在所附权利要求的范围内认识到用于实施本发明的各种替代性设计和实施例。

Claims (14)

1.一种汽缸盖，其构造为包括与凸轮和燃料泵连通的挺杆/滚子随动件，并且构造成安装在发动机上，所述汽缸盖包括：
汽缸盖主体，其包括限定了挺杆/滚子随动件安装孔的表面；
交界面，其由限定所述安装孔的所述汽缸盖主体的表面部分来限定；
其中，所述交界面和所述挺杆/滚子随动件限定了滑动界面；
坝，其至少部分地围绕所述安装孔外围延伸，并且限定了贮池；以及
其中，所述坝和所述贮池被构造为将润滑剂保持在所述挺杆/滚子随动件安装孔内以及所述滑动界面内，以及使润滑剂从所述挺杆/滚子随动件孔口越过所述坝排放出，从而使得所述润滑剂在所述挺杆/滚子随动件孔口内的积累不高于预定的水平。
2.如权利要求1所述的汽缸盖，其中，所述坝和贮池被构造为当所述汽缸盖被取向成如安装在处于车辆位置中的所述发动机上那样时，在所述挺杆/滚子随动件安装孔内保持润滑剂的最低水平。
3.如权利要求1所述的汽缸盖，其中，所述坝和贮池由所述汽缸盖铸件限定。
4.如权利要求1所述的汽缸盖，其中，所述坝部分地围绕所述安装孔的外围。
5.如权利要求3所述的汽缸盖，其中，所述坝被构造为L形和C形中的一种。
6.如权利要求1所述的汽缸盖，其中，当所述汽缸盖被取向成如安装在处于车辆位置中的所述发动机上那样时，所述挺杆/滚子随动件安装孔内的润滑剂的最低水平由所述坝的高度限定。
7.如权利要求1所述的汽缸盖，其中，所述挺杆/滚子随动件被构造为挺杆、滚子随动件或滚子挺杆。
8.如权利要求1所述的汽缸盖，进一步包括：
由所述汽缸盖主体和交界面限定的排放通道，其中，所述排放通道被构造为将润滑剂从所述挺杆/滚子随动件安装孔中排放出。
9.一种用于为汽缸盖内的燃料泵挺杆/滚子随动件孔口提供润滑的方法，所述汽缸盖被构造为包括安装在所述燃料泵挺杆/滚子随动件孔口内的挺杆/滚子随动件，所述挺杆/滚子随动件与凸轮及燃料泵连通，所述方法包括：
在所述汽缸盖中形成限定贮池的坝，所述坝至少部分地围绕所述安装孔外围延伸，并且；
为所述挺杆/滚子随动件孔口提供润滑剂；
利用所述坝将润滑剂保持在所述贮池内；以及
其中，通过将润滑剂保持在所述贮池内，从而将润滑剂保持在所述挺杆/滚子随动件孔口内，并将其提供给所述挺杆/滚子随动件和所述挺杆/滚子随动件孔口的表面之间的滑动界面；
其中，使润滑剂从所述挺杆/滚子随动件孔口越过所述坝排放出，从而使得所述润滑剂在所述挺杆/滚子随动件孔口内的积累不高于预定的水平。
10.如权利要求9所述的方法，其中，形成限定所述贮池的坝进一步包括：
在所述汽缸盖的铸件主体中形成所述坝。
11.如权利要求9所述的方法，其中，形成限定所述贮池的坝进一步包括：
在所述汽缸盖的主体中机械加工出所述坝。
12.如权利要求9所述的方法，其中，为所述挺杆/滚子随动件孔口提供润滑剂还包括：
将油从相邻的凸轮轴承引导至所述挺杆/滚子随动件上；以及
其中，被引导至所述挺杆/滚子随动件上的油流进所述挺杆/滚子随动件孔口和贮池中的一个中。
13.如权利要求9所述的方法，其中，利用所述坝将润滑剂保持在所述贮池内进一步包括：当所述汽缸盖被取向成处于车辆位置中时，将润滑剂在所述挺杆/滚子随动件安装孔内保持到高至特定水平。
14.如权利要求9所述的方法，进一步包括：
在所述汽缸盖内提供排放通道，所述排放通道被构造为将润滑剂从所述挺杆/滚子随动件孔口中排放出，从而使得所述润滑剂在所述挺杆/滚子随动件孔口内不会积累到高于预定的水平。
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